地磅量程自动切换系统的设计要求

上海鹰衡称重生产的地磅都具有自动切换功能，那么自动切换功能的设计要求是怎样的呢？

一、电路组成及工作原理

本设计以单片机作为电路的核心部件，采用软件编程和硬件相结合的方式设计了一种量程可以自动切换且具有高清晰度显示的数字式直流仪表。其硬件电路简单，主要用软件编程的方式检测输入信号的大小来实现数字仪表的量程自动切换功能，在硬件电路上通过发光二极管来显示被测电压所选择的档位。输入的模拟电压通过A/D转换模块将其转换成数字电压，再通过软件编程的方式使其在LED数码显示器上显示出来，实现了数字仪表的数字显示功效。

电路的组成框图如图1所示，电路主要有档位和自动切换电路、A/D转换电路、显示电路与单片机及外围电路组成。

1.档位自动切换电路

利用电压衰减器、继电器与单片机软件编程相结合来实现电路的档位自动切换功能。该电路主要有四个档位，它们分别是：2.5V、5.0V、10.0V、20.0V档。
2. A/D转换电路

A/D转换电路主要利用ADC0809和单片机相连，根据ADC0809的时序图通过软件编程的方式启动A/D转换电路，实现A/D转换功能。

3.显示电路

显示电路主要由共阴极LED七段数码显示器和单片机的并行I/O口组成，单片机的P2口作为段码输出端口，P1口的低四位作为数码显示器的位码选通端子。实现测量结果的显示，具体电路如图3中所示。

4.时钟电路和复位电路

时钟电路由片外石英晶体、微调电容和单片机的内部电路组成。选用12MHZ晶体，微调电容C1、C2采用30PF的瓷片电容，单片机的复位电路有开关复位和上电复位两种，本设计采用开关复位电路，电解电容C3＝10UF,电阻R8＝200Ω，R9＝1Ω，在单片机工作时复位电路中按键按下后单片机内各寄存器的值变为初始状态值。

二、硬件电路的设计

该电路的设计原理图如图3所示。电路设计的核心部分是档位切换电路，此部分电路的设计主要利用电压衰减器来实现，被测电压VX经电压衰减器后得到V1与VREF进行比较VX大于VREF：125/255小于VREF：250/255则选择该档位小的档位再进行判断，以此类推。

三、软件设计

量程自动切换数字仪表的软件设计采用单片机常用的汇编语言，主要包括三个部分，即主程序部分、档位切换部位和LED数码显示器的显示部分。其软件设计流程图如图4所示。

1.主程序

主程序设计的软件流程图如图4（A）所示，在A/D模块启动子程序中，主要根据A/D转换模块的时序图设置单片机的各引脚电平来启动ADC0809.

2.LED送显子程序

LED送显子程序的软件流程图如图4（B）所示，程序主要完成4个LED数码显示器的动态显示功能，显示字型通过查表方式来实现，在显示过程中调用了延时子程序DELAY，使数码显示器能够稳定显示。

3.档位自动切换子程序

档位自动切换子程序的软件流程如图4（C）所示。该程序的设计主要对A/D转换模块转换得到的数据和该档位的数据进行比较进行档位的选择，再通过计算将十六进制数转换为十进制数，存储在50H-53H四个单元中，然后再通过调用送显子程序将其在数码显示器上显示出来。